[發明專利]高強度高硬度TC4鈦合金材料熱處理工藝

有效

• 申請號: 202110154959.0
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112981292B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 郭峰波
• 申請（專利權）人: 寶雞盛輝鈦業有限公司
• 主分類號: C22F1/18
• 分類號: C22F1/18;C22F1/02;C21D1/26;C21D1/773;C21D1/18;C21D9/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 宋秀珍;翟小梅

提供一種高強度高硬度TC4鈦合金材料熱處理工藝，包括以下步驟：通過鍛造工藝制造出TC4鈦合金棒料；對TC4鈦合金棒料進行雙重退火：首先將TC4鈦合金棒料放入真空爐中進行第一次高溫退火，第一次高溫退火后保溫一定時間；接著將TC4鈦合金棒料放入真空爐中進行第二次低溫退火，第二次低溫退火后再保溫一定時間；將第二次低溫退火后的TC4鈦合金棒料出爐空冷至室溫。本發明針對TC4鈦合金材料的熱處理工藝，采用高溫退火和低溫退火組成的雙重退火工藝，大大提高了TC4鈦合金材料的使用性能，提高了TC4鈦合金材料應用的范圍。

技術領域

本發明屬于熱處理工藝技術領域，具體涉及一種高強度高硬度TC4鈦合金材料熱處理工藝。

背景技術

TC4鈦合金是一種中等強度的α+β型兩相鈦合金，含有5.5％～6.8％的α相穩定元素Al和3.5％～4.5％的β相穩定元素V。該合金具有優異的綜合性能，在航空航天中作為重要材料而被應用，近幾年在軍工領域應用日趨擴大。目前TC4鈦合金鍛件的主流熱處理工藝是800℃左右進行的普通退火，根據不同的強度要求在此溫度范圍內進行微調，由于TC4鈦合金材料屬于高鋁當量α-β型鈦合金，初生α相含量在普通退火后占比較大，故這種采用普通退火的熱處理工藝存在如下缺陷：一是此種熱處理工藝強度隨溫度的下降而升高，但是高溫持久性能呈下降趨勢，達不到使用的標準要求；二是經該工藝處理后的產品指標超過標準要求，不符合實際使用需求。因此有必要提出改進。

發明內容

本發明解決的技術問題：提供一種高強度高硬度TC4鈦合金材料熱處理工藝，本發明針對TC4鈦合金材料的熱處理工藝，采用高溫真空退火和低溫真空退火組成的雙重退火工藝，大大提高了TC4鈦合金材料的使用性能，提高了TC4鈦合金材料應用的范圍。

本發明采用的技術方案：高強度高硬度TC4鈦合金材料熱處理工藝，包括以下步驟：

步驟1)：通過鍛造工藝制造出TC4鈦合金棒料；

步驟2)：對TC4鈦合金棒料進行雙重退火

a、首先將TC4鈦合金棒料放入真空爐中進行第一次高溫退火，第一次高溫退火后保溫一定時間，第一次高溫退火后出爐時迅速淬水；

b、接著將TC4鈦合金棒料放入真空爐中進行第二次低溫退火，第二次低溫退火后再保溫一定時間，第二次低溫退火后出爐時迅速淬水；

步驟3)將第二次低溫退火后的TC4鈦合金棒料出爐空冷至室溫，最終得到抗拉強度為1230～1250MPa、屈服強度為1120～1170MPa、硬度為37～38HRC的TC4鈦合金棒材。

上述步驟2)a中，所述TC4鈦合金棒料的第一次高溫退火溫度為960～980℃。

上述步驟2)a中，所述TC4鈦合金棒料的第一次高溫退火后的保溫時間40分鐘～150分鐘。

上述步驟2)b中，所述TC4鈦合金棒料的第二次低溫退火溫度為550～600℃。

上述步驟2)b中，所述TC4鈦合金棒料的第二次低溫退火后的保溫時間為4～6.5小時。

本發明與現有技術相比的優點：

本方案針對TC4鈦合金材料的熱處理工藝，采用高溫退火和低溫退火組成的雙重退火工藝，從而大大提高了TC4鈦合金材料的使用性能，使TC4鈦合金材料的抗拉強度達到1230～1250MPa、屈服強度達到1120～1170MPa、硬度達到37～38HRC的，從而提高了TC4鈦合金材料應用的范圍，使其可廣泛應用于航空航天復雜結構零部件以及其它對TC4鈦合金強度和塑性均要求較高的產品。

具體實施方式

下面詳述本發明的實施例。

高強度高硬度TC4鈦合金材料熱處理工藝，包括以下步驟：